随着城乡经济建设的发展，开发地下空间的需求也在不断增长。基坑工程是为地下工程的开挖提供必要和安全的条件，现在基坑工程几乎遍及建筑、水利、港口、交通、市政、人防等工程领域。基坑开挖深度超过5m，即称为深基坑。目前，一些基坑开挖深度已达几十米深，基坑面积也有不少超过了1万m2。由于基坑施工条件复杂，不确定性因素较多，而且临时性的特点更易导致投资控制与安全保障之间的关系失衡，因而基坑工程风险性较高，并因涉及多种学科基坑施工技术综合性很强，这些决定了超大深基坑开挖与支护的施工难度较大，因此本文对有关内容进行了探讨。

 

　　1.超大深基坑开挖方法与支护形式

 

　　1.1基坑开挖方法

 

　　基坑开挖分为无支护放坡开挖和有支护开挖两种方法。前者适于深度较浅且能保证边坡稳定的基坑，如条件许可，不失为一种简便、经济的方法。后者遵循先支后挖的原则，利用围护结构、支撑/锚杆体系进行开挖。对于超大深基坑工程来说，多不具备放坡条件，所以通常都要采用有支护的开挖方法，由于基坑深度和面积大，一般采用竖向分层、水平分区的开挖方法，同时要求对称、均衡、限时开挖。

 

　　1.2基坑支护形式

 

　　基坑支护用来抵抗周边的土压力和水压力，按照施工方法大体分为顺作法、逆作法和顺逆结合法[1]。顺作法是基坑开挖的传统方法，由上至下分层开挖至坑底，同时设置多道支撑/锚杆，再由下而上施工基础结构和上部结构。逆作法是在开挖到一定深度后即施工基础梁板，并以此代替顺作法的临时支撑，然后继续向下开挖和施工地下结构。如果施工地下结构的同时进行地上结构施工，这称为全逆作法；而等到地下结构施工完再进行地上结构施工，称为半逆作法；此外，还有分层逆作法、部分逆作法等。由于逆作法施工省去了临时支撑的设置和拆除环节，费用和工期都可大大节省，环境效益也好，但逆作法施工技术较为复杂，并且暗挖作业也比明挖作业要求高，所以实践中往往采用折中的方法——顺逆结合法，一部分采用顺作法，另一部分采用逆作法，如主楼顺作裙楼逆作、中心顺作周边逆作等。

 

　　顺作法按照结构形式分为边坡稳定结构、悬臂围护结构、重力围护结构、内撑围护结构、拉锚围护结构等[2]。边坡稳定结构包括土钉墙支护和喷锚支护等；悬臂围护结构是指采用钢板桩、钢筋混凝土板桩、钢筋混凝土排桩等形成的围护结构；重力围护结构是采用水泥深层搅拌土桩形成的围护结构；内撑围护结构由钢筋混凝土排桩或地下连续墙和内撑体系组成，后者是指水平支撑和斜支撑构成的内部支撑体系；拉锚围护结构是在内撑围护结构基础上再加上锚固体系，也就是锚杆或锚索构成的体系。

 

　　对于超大深基坑来说，应首选逆作法施工，这不仅因为可以缩短工期、节省工程费用，更重要的是利于基坑变形和周边建筑物沉降的控制。大面积深基坑工程需要架设大量支撑，在基础结构施工过程中还要换撑和拆除支撑，工程量非常大，技术也很复杂，而逆作法比较容易克服这些问题。至于不同逆作法的选择，应通过综合考虑基坑深度、地质条件、地下水、周边环境等因素来决定。如采用顺作法，支护形式常采用土钉墙、复合土钉墙、钻孔灌注桩中的一种，土钉墙尤其是复合土钉墙适用于软土以外的黏土、粉土和胶结密实的沙土等条件，软弱地基支护更适于采用钻孔灌注桩。大多数情况下都可采用水泥深层搅拌土桩作止水帷幕，但施工空间狭小时宜采用高压旋喷桩。大面积基坑采用内支撑时要设置立柱，并且支撑的截面尺寸也很大，这种情况下也可考虑拉锚式结构。

 

　　2.超大深基坑开挖与支护技术应用

 

　　2.1工程及地质、水文概况

 

　　某基坑工程开挖尺寸达148m×97m，深度11.85m～18.15m，土方量超过17万m3。地层状况由上至下依次为杂填土、素填土、粉质黏土/粉土、粉土/粉细砂、粉质黏土/粉土、粉砂/粉土、细砂、沙砾石、强风化粉砂岩泥岩互层、中风化粉砂岩泥岩互层。杂填土层和素填土层分布有滞水，埋深约0.5m～1.8m，主要源于大气降水、地表水及生产与生活渗水。在粉土/粉砂层、细砂层和砂砾石层内存在孔隙承压水，主要来自长江水，丰水期水位海拔高度22m，水头变化幅度约3m～5m。

 

　　2.2施工方案

 

　　支护方案：围护结构采用367根1200mm@1500mm钻孔灌注桩，桩长25m～27m，混凝土强度为C30。止水帷幕采用单排3轴水泥深层搅拌土桩，900mm@600mm，桩长约19m，土桩掺入水泥18%，水灰比约50%；后期采用500mm@300mm双排搅拌桩。水平支撑结构由内支撑和喷锚土钉墙组成。内支撑由冠梁、立柱、角撑、对撑和边桁架构成，立柱采用型钢格构柱，冠梁、角撑、对撑和边桁架采用钢筋混凝土结构。土钉墙放坡1：0.75，土钉采用梅花分布的钢筋，22mm@1.5m，钉长1.2m，坡面挂200mm×200mm钢筋网，喷射80mm厚C20混凝土。基坑南侧紧邻高层住宅，所以采用1000mm@800mm高压旋喷桩对被动区土进行加固，桩长3m～6m。

 

　　开挖方案：遵循“分层、分段、对称、平衡、限时”的原则，将土方开挖分为水平Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区，竖向3层，深度分别为-4.7m、-9.0m、-11.55m～-18.00mm。挖土时放坡1：1。

 

　　降水方案：采用深井降水，共设21口井，15口用于降水，6口用于观测，井深为35m。降水先排至盲沟和集水井，再排至市政排水系统。

 

　　监测方案：主要监测支护结构水平位移、承压水位、周边管道变形、立柱桩差异隆沉等，并设置报警指标。

 

　　3.结语

 

　　超大深基坑开挖与支护施工技术复杂，并且具有很强的区域性和个体性，要选择合理的施工方案，必须综合考虑各方面的因素，虽然经济因素很重要，但也要保证技术可靠和安全适用。本文通过对相关内容的分析和探讨，借以抛砖引玉，引起更多人对超大深基坑施工技术的关注。

 

　　参考文献：

 

　　[1]刘国斌，王卫东.基坑工程手册[J].2版.北京：中国建筑工业出版社，2009.

 

　　[2]朱建，李泽杰.临海地区软弱土大面积深基坑工程快速支护设计[J].西部探矿工程，2014（10）：178-180.